题目内容

【题目】某研究性学习小组的同学设计实验探究轻质弹簧的相关特性。

(1)如图甲所示,将轻质弹簧上端固定于铁架台上,在弹簧下端依次增加钩码的个数,测量出弹簧相应的长度(在弹性限度内),部分数据已填入表格中,由这些数据可得该弹簧的劲度系数k=_______N/m。(重力加速度g10m/s2

(2)如图乙所示,将此轻质弹簧一端固定在水平木板左端的挡板上,另一端紧靠(不粘连)一质量为m、带有挡光片的小滑块,将弹簧压缩到位置P后由静止释放。当光电门到P点的距离x时(x大于弹簧压缩量),测出小滑块上的挡光片通过光电门的时间为,已知挡光片的宽度为d,则小滑块到达光电门时的动能表达式为Ek=____。只改变光电门的位置,测出多组数据(每次小滑块都能通过光电门),并作出Ek-x图像如图丙所示。已知该图线斜率的绝对值为k,纵轴截距为b,则可知小滑块与木板间的动摩擦因数为_______,释放小滑块时弹簧的弹性势能为________。(均用题给物理量字母表示)

【答案】25 b

【解析】

(1)[1]由表中数据可得,弹簧的劲度系数

(2)[2]挡光片通过光电门的时间为,挡光片的宽度为d,滑块过光电门的速度

小滑块到达光电门时的动能

[3][4]从释放滑块到滑块通过光电门,据能量守恒可得

Ek-x图像斜率的绝对值为k,纵轴截距为b,则

解得:小滑块与木板间的动摩擦因数

释放小滑块时弹簧的弹性势能

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